Innovative Ansätze zur Topologie- und Materialoptimierung basierend auf thermodynamischen Prinzipien
- Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines effizienten Modells zur thermodynamischen (Struktur-)Optimierung der Topologie und der Materialeigenschaften basierend auf dem Hamilton-Prinzip, welches im Einklang mit den Hauptsätzen der Thermodynamik steht. Zwecks möglichst effizienter numerischer Lösung der gradienten-basierender Regularisierung werden zwei Verfahren vorgestellt: Ein diskontinuierlicher Galerkin-Ansatz sowie die Neighbored Point Method. Des Weiteren wird die TDO zweier Materialoptimierungen gezeigt, welche jeweils simultan zur Topologie ausgeführt werden: Die lokale Orientierung von anisotropen Materialien und die Optimierung der Materialverteilung innerhalb von Strukturen bestehend aus zug- und druckaffinen Materialien. Die Herleitungen der Gleichungen, die numerischen Beziehungen sowie entsprechende Simulationsergebnisse der jeweiligen Modelle für den zwei- und dreidimensionalen Fall werden präsentiert und analysiert.
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| Author: | Dustin Roman JantosORCiDGND |
|---|---|
| URN: | urn:nbn:de:hbz:294-68769 |
| DOI: | https://doi.org/10.13154/294-6876 |
| Series (Serial Number): | Mitteilungen aus dem Institut für Mechanik (184) |
| Referee: | Philipp JunkerORCiDGND, Klaus HacklORCiDGND |
| Document Type: | Doctoral Thesis |
| Language: | German |
| Date of Publication (online): | 2020/01/09 |
| Date of first Publication: | 2020/01/09 |
| Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
| Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau |
| Date of final exam: | 2019/12/05 |
| Creating Corporation: | Fakultät für Maschinenbau |
| GND-Keyword: | Topologieoptimierung; Thermodynamik; Regularisierung; Materialmodellierung; Anisotropie |
| Institutes/Facilities: | Institut für Mechanik |
| Dewey Decimal Classification: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau |
| faculties: | Fakultät für Maschinenbau |
| Licence (German): |  Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht |
